Подорож на надсвітовою швидкості - одна з основ космічної наукової фантастики.
Однак напевно, всім - навіть людям, далеким від фізики, - відомо, що гранично можливою швидкістю руху матеріальних об'єктів або розповсюдження будь-яких сигналів є швидкість світла у вакуумі. Вона позначається буквою с і становить майже 300 тисяч кілометрів на секунду; точна величина з = 299 792 458 м / с.Скорость світла у вакуумі - одна з фундаментальних фізичних констант. Неможливість досягнення швидкостей, що перевищують с, випливає зі спеціальної теорії відносності (СТО) Ейнштейна. Якби вдалося довести, що можлива передача сигналів з надсвітовою швидкістю, теорія відносності впала б. Поки що цього не сталося, незважаючи на численні спроби спростувати заборона на існування швидкостей, великих с. Однак в експериментальних дослідженнях останнього часу було виявлено окремі вельми цікаві явища, які свідчать про те, що при спеціально створених умовах можна спостерігати сверхсветовие швидкості і при цьому принципи теорії відносності нарушаются.Для початку нагадаємо основні аспекти, що стосуються проблеми швидкості света.Прежде всього: чому не можна (при звичайних умовах) перевищити світловий межа? Тому, що тоді порушується фундаментальний закон нашого світу - закон причинності, відповідно до якого слідство не може випереджати причину. Ніхто ніколи не чув од, щоб, наприклад, спочатку замертво впав ведмідь, а потім вистрілив мисливець. При швидкостях ж, що перевищують с, послідовність подій стає зворотним, стрічка часу відмотується назад. У цьому легко переконатися з наступного простого рассужденія.Предположім, що ми знаходимося на якомусь космічному чудо-кораблі, що рухається швидше за світло. Тоді ми поступово наздоганяли б світло, випущений джерелом у все більш і більш ранні моменти часу. Спочатку ми наздогнали б фотони, випущені, скажімо, вчора, потім - випущені позавчора, потім - тиждень, місяць, рік назад і так далі. Якби джерелом світла було дзеркало, що відбиває життя, то ми спочатку побачили б події вчорашнього дня, потім позавчорашнього і так далі. Ми могли б побачити, скажімо, старого, який поступово перетворюється в людини середнього віку, потім в молодого, в юнака, в дитини ... Тобто час повернуло б назад, ми рухалися б із сьогодення в минуле. Причини і наслідки при цьому помінялися б місцями.
Уявімо собі два космічних корабля, що прямують від Землі в бік зірки, яка відстоїть від нашої планети на відстані в 100 світлових років. Перший корабель залишає Землю зі швидкістю в 50% від швидкості світла, так що на весь шлях у нього піде 200 років. Другий корабель, оснащений гіпотетичним варп-двигуном, відправиться зі швидкістю в 200% від швидкості світла, але через 100 років після першого. Що ж станеться?
Відповідно до теорії відносності, правильну відповідь багато в чому залежить від перспективи спостерігача. Із Землі буде здаватися, що перший корабель уже пройшов значну відстань, перш ніж його обігнав другий корабель, який рухається вчетверо швидше. А ось з точки зору людей, які перебувають на першому кораблі, все трохи не так.
Корабель №2 рухається швидше за світло, а значить може обігнати навіть світло, який сам же і випускає. Це призводить до свого роду «світловий хвилі» (аналог звуковий, тільки замість вібрацій повітря тут вібрують світлові хвилі), яка породжує кілька цікавих ефектів. Нагадаємо, що світло від корабля №2 рухається повільніше, ніж сам корабель. В результаті відбудеться візуальне подвоєння. Іншими словами, спочатку екіпаж корабля №1 побачить, що другий корабель виник поруч з ним немов з нізвідки. Потім, світло від другого корабля з невеликим запізненням досягне першого, і в результаті вийде видима копія, яка буде рухатися в тому ж напрямку з невеликим відставанням.
Щось подібне можна побачити в комп'ютерних іграх, коли в результаті системного збою движок прогружаются модель і її алгоритми в кінцевій точці руху швидше, ніж закінчується сама анімація руху, так що виникають множинні дублі. Ймовірно, саме тому наша свідомість і не сприймає той гіпотетичний аспект Всесвіту, в якому тіла рухаються на надсвітовою швидкості - можливо, це й на краще.
П.С. ... а ось в останньому прикладі я щось не зрозумів, чому реальний стан корабля зв'язується з "випускаються їм світлом"? Ну і нехай що бачити його будуть як то не там, але реально то він обжене перший корабель!